广东省高考化学二轮复习 专题限时训练（十五）物质结构与性质.doc

专题限时训练(十五)物质结构与性质(时间：90分钟分数：100分)1(14分)(2014新课标全国卷)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由al、cu、fe三种金属元素组成，回答下列问题：(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过_方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)基态fe原子有_个未成对电子。fe3的电子排布式为_。可用硫氰化钾检验fe3，形成的配合物的颜色为_。(3)新制备的cu(oh)2可将乙醛(ch3cho)氧化成乙酸，而自身还原成cu2o。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为_，1 mol乙醛分子中含有的键的数目为_，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是_ _。cu2o为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个铜原子。(4)al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为_。列式表示al单质的密度_gcm3(不必计算出结果)。答案：(1)x射线衍射(2)41s22s22p63s23p63d5血红色(3)sp3、sp26nach3cooh存在分子间氢键16(4)12解析：(1)区分晶体、准晶体和非晶体可运用x射线衍射的方法。(2)基态铁原子的3d能级上有4个未成对电子，fe3的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，fe(scn)3呈血红色。(3)由乙醛的结构式()知，ch3、cho上的碳原子分别为sp3、sp2杂化。由于1个乙醛分子中含有4个ch键、1个cc键、1个co键，共有6个键，故1 mol乙醛分子中含有6na个键。乙酸分子之间能形成氢键而乙醛分子之间不能形成氢键，故乙酸的沸点明显高于乙醛。根据均摊原理，一个晶胞中含有的氧原子为4688(个)，再结合化学式cu2o知一个晶胞中含有16个铜原子。(4)面心立方晶胞中粒子的配位数是12。一个铝晶胞中含有的铝原子数为864(个)，一个晶胞的质量为27 g，再利用密度与质量、晶胞参数a的关系即可求出密度，计算中要注意1 nm107 cm。2(12分)(2015江苏卷)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：2cr2o3ch3ch2oh16h13h2o 4cr(h2o)633ch3cooh(1)cr3基态核外电子排布式为_；配合物cr(h2o)63中，与cr3形成配位键的原子是_(填元素符号)。(2)ch3cooh中c原子轨道杂化类型为_；1 mol ch3cooh分子含有键的数目为_。(3)与h2o互为等电子体的一种阳离子为_(填化学式)；h2o与ch3ch2oh可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为_。答案：(1)1s22s22p63s23p63d3或ar3d3o(2)sp3和sp27 mol(或76.021023)(3)h2fh2o与ch3ch2oh 之间可以形成氢键解析：(1)cr是24号元素，cr原子基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，cr原子由外向里失去3个电子后变为cr3，故cr3基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。在配合物cr(h2o)63中，中心原子提供空轨道，而配位原子需提供孤对电子，h2o分子中含有孤对电子的是o原子。(2)ch3cooh中，甲基中c原子与其他原子形成4个键，故c原子采取sp3杂化；而羧基中c原子形成3个键和1个键，故c原子采取的是sp2杂化。ch3cooh的结构式为，单键均为键，双键中有1个键和1个键，故1个ch3cooh分子中含有7个键，因此1 mol ch3cooh中含有76.021023个键。(3)将o原子的质子数增加1价电子数不变，即可写出与h2o互为等电子体的阳离子h2f。h2o与ch3ch2oh可形成分子间氢键，是导致h2o与ch3ch2oh可以任意比例互溶的主要原因。3(16分)(2015福建卷)科学家正在研究温室气体ch4和co2的转化和利用。(1)ch4和co2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为_。(2)下列关于ch4和co2的说法正确的是_(填序号)。a固态co2属于分子晶体bch4分子中含有极性共价键，是极性分子c因为碳氢键键能小于碳氧键，所以ch4熔点低于co2dch4和co2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp(3)在ni基催化剂作用下，ch4和co2反应可获得化工原料co和h2。基态ni原子的电子排布式为_，该元素位于元素周期表中的第_族。ni能与co形成正四面体形的配合物ni(co)4，1 mol ni(co)4中含有_mol 键。(4)一定条件下，ch4、co2都能与h2o形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。ch4与h2o形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。 参数分子分子直径/nm分子与h2o的结合能e/kjmol1ch40.43616.40co20.51229.91“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是_。为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用co2置换ch4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是_ _。答案：(1)h、c、o(2)a、d(3)1s22s22p63s23p63d84s2或ar3d84s28(4)氢键、范德华力co2的分子直径小于笼状结构空腔直径，且与h2o的结合能大于ch4解析：(1)非金属性越强，则电负性越大，故h、c、o的电负性依次增大。(2)co2是由非金属元素形成的分子晶体，a选项正确；ch4分子是正四面体结构，其为非极性分子，b选项错误；ch4和co2都是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，熔、沸点越高，故c选项错误；ch4为正四面体结构，故碳原子的杂化类型是sp3，co2为直线形分子，故碳原子的杂化类型是sp，d选项正确。(3)ni的原子序数为28，故基态ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2；在元素周期表中，ni位于第四周期、第族。1个co分子中存在1个键，而ni(co)4中ni与co之间还存在4个键，故1 mol ni(co)4中含有8 mol 键。(4)可燃冰中存在分子间作用力即范德华力，另外水分子间还存在氢键。co2分子与h2o的结合能更大，且co2分子直径小于空腔直径。4(14分)(2015山东卷)氟在自然界中常以caf2的形式存在。(1)下列有关caf2的表述正确的是_。aca2与f间仅存在静电吸引作用bf的离子半径小于cl，则caf2的熔点高于cacl2c阴阳离子比为21的物质，均与caf2晶体构型相同dcaf2中的化学键为离子键，因此caf2在熔融状态下能导电(2)caf2难溶于水，但可溶于含al3的溶液中，原因是_(用离子方程式表示)。已知alf36在溶液中可稳定存在。(3)f2通入稀naoh溶液中可生成of2，of2分子构型为_，其中氧原子的杂化方式为_。(4)f2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如clf3、brf3等。已知反应cl2(g)3f2(g)=2clf3(g)h313 kjmol1，ff键的键能为159 kjmol1，clcl键的键能为242 kjmol1，则clf3中clf键的平均键能为_kjmol1。clf3的熔、沸点比brf3的_(填“高”或“低”)。答案：(1)b、d(2)3caf2al3=3ca2alf36(3)v形sp3(4)172低解析：(1)a项，ca2与f间不仅存在静电吸引作用，同时原子核与原子核之间、电子与电子之间也存在静电排斥作用，错误。b项，因caf2、cacl2均为离子晶体，f的离子半径小于cl，离子晶体的晶格能与离子所带电荷数成正比，与离子核间距成反比，故caf2晶体的晶格能大于cacl2。晶格能越大，离子晶体的熔点越高，故caf2的熔点高于cacl2，正确。c项，阴、阳离子个数比相同，晶体构型不一定相同。d项，caf2是离子化合物，在熔融状态下能电离产生自由移动的离子，故caf2在熔融状态下能导电，正确。(2)由信息可知，caf2(s)ca2(aq)2f(aq)，al3与f可形成配离子alf，从而促进了caf2溶解平衡的正向移动，故反应的离子方程式为3caf2al3=3ca2alf。(3)of2分子中，中心原子的价层电子对数为(612)4，成键电子对数为2，因此分子构型为v形，o原子的杂化方式为sp3杂化。(4)设clf键的平均键能为x。根据反应的焓变反应物的键能总和生成物的键能总和可知，cl2(g)3f2(g)=2clf3(g)的h242 kjmol1159 kjmol136x313 kjmol1，则x172 kjmol1。clf3和brf3为结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，其熔、沸点越高，因clf3的相对分子质量小于brf3，故clf3的熔、沸点低于brf3。5.(14分)(2014海南卷).对于钠的卤化物(nax)和硅的卤化物(six4)，下列叙述正确的是()asix4难水解 bsix4是共价化合物cnax易水解 dnax的熔点一般高于six4.碳元素的单质有多种形式，下图依次是c60、石墨和金刚石的结构图：回答下列问题：(1)金刚石、石墨、c60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为_。(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为_、_。(3)c60属于_晶体，石墨属于_晶体。(4)石墨晶体中，层内cc键的键长为142 pm，而金刚石中cc键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在cc间的_共价键，而石墨层内的cc间不仅存在_共价键，还有_键。(5)金刚石晶胞含有_个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r_a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率_(不要求计算结果)。答案：.bd.(1)同素异形体(2)sp3sp2(3)分子混合(4)(或大或pp)(5)8解析：.a项，硅的卤化物(six4)的水解比较强烈，如sicl43h2o=h2sio34hcl，sif43h2o=h2sio34hf，a错误；b项，硅的卤化物(six4)全部由非金属元素组成，属于共价化合物，b正确；c项，钠的卤化物(nax)属于强酸强碱盐，不发生水解，c错误；d项，钠的卤化物(nax)是由离子键组成的，属于离子晶体，six4属于分子晶体，所以nax的熔点一般高于six4，d正确。.(1)金刚石、石墨、c60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们的组成相同，结构不同、性质不同，互称为同素异形体。(2)金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键(即c原子采取sp3杂化方式)，构成正四面体，石墨中的碳原子采用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以键结合，形成正六角形的平面层状结构。(3)c60中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；石墨的层内原子间以共价键结合，层与层之间以分子间作用力结合，所以石墨属于混合晶体。(4)在金刚石中只存在cc之间的键；石墨层内的cc之间不仅存在键，还存在键。(5)由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个c原子，面心上有6个c原子，顶点有8个c原子，所以金刚石晶胞中c原子数目为4688；若c原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则正方体对角线长度的就是cc键的键长，即a2r，所以ra，碳原子在晶胞中的空间占有率。6(14分)(2014福建卷)氮化硼(bn)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。(1)基态硼原子的电子排布式为_。(2)关于这两种晶体的说法中，正确的是_(填序号)。a立方相氮化硼含有键和键，所以硬度大b六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软c两种晶体中的bn键均为共价键d两种晶体均为分子晶体(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为_，其结构与石墨相似却不导电，原因是_。(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为_。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是_ _。(5)nh4bf4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol nh4bf4含有_mol配位键。答案：(1)1s22s22p1(2)b、c(3)平面三角形层状结构中没有自由移动的电子(4)sp3高温、高压(5)2解析：(2)立方相氮化硼只含有键，a错误；六方相氮化硼质地软，是由于其层间作用力为范德华力，作用力小，b正确；b、n均为非金属元素，两者形成的化学键为共价键，c正确；六方相氮化硼属于混合晶体，立方相氮化硼属于原子晶体，d错误。(3)观察六方相氮化硼的晶体结构可知，每个硼原子与相邻3个氮原子构成平面三角形。其结构虽与石墨相似，但由于b原子最外层电子均已成键，层中没有了能自由移动的电子，所以不导电。(4)立方相氮化硼晶体中，每个硼原子形成4个共价单键，所以为sp3杂化；地下约300 km的环境应为高温、高压。(5)nh中，存在一个由氮原子提供的孤电子对、h提供空轨道而形成的配位键；在bf中，存在一个由f提供的孤电子对、b3提供空轨道而形成的配位键，所以1 mol氟硼酸铵中含有2 mol配位键。7(16分)(2015湖南长沙模拟).下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：(1)请写出元素d的基态原子电子排布式：_ _。(2)元素a、b形成的单质中，a对应的单质熔点更高。原因是_。(3)在苯、ch3oh、hcho、cs2、ccl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有_(填序号)；光谱证实单质c与强碱性溶液反应有c(oh)4生成，则c(oh)4中存在_(填序号)。a共价键 b非极性键c配位键 d键e键(4)元素d可以形成分子式为d(nh3)5brso4，配位数均为6的两种配合物。通常微粒间形成配位键的条件：一方是能够提供孤电子对的原子或离子，另一方是具有_的原子或离子。若往其中一种配合物的溶液中加入bacl2溶液时，无明显现象，若加入agno3溶液时，产生淡黄色沉淀，则该配合物的化学式为_ _。.钇钡铜氧的晶胞结构如图。研究发现，此高温超导体中的铜元素有两种价态：2价和3价。(5)根据图示晶胞结构，推算晶体中y、cu、ba和o原子个数比，确定其化学式为_